Tato di masa depan berpotensi tidak lagi sekadar menjadi hiasan tubuh. Tim ilmuwan dari Pennsylvania State University mengembangkan tinta konduktif berwarna yang bisa dioleskan ke kulit untuk menangkap sinyal dari jantung, otot, hingga otak.
Keunggulan yang paling menonjol adalah kemampuannya mengikuti kontur tubuh, termasuk permukaan melengkung dan kulit kepala yang tertutup rambut. Dalam pengujian pada manusia, tinta tersebut tetap dapat merekam biosignal ketika pengguna bergerak.
Diterapkan Langsung Seperti Cat Wajah
Tim peneliti menyebut material ini sebagai WE-PPD karena proses aplikasinya menyerupai penggunaan cat wajah. Saat pertama dioleskan, cairan tinta nyaris transparan dan dapat dicampurkan dengan pewarna makanan untuk menghasilkan warna maupun desain yang lebih personal.
Pendekatan ini berbeda dari sensor konvensional yang dibuat di pabrik lalu ditempelkan pada tubuh. Tinta cair dapat menempel lebih dekat ke kulit dan masuk ke celah-celah kecil di permukaan, sehingga membantu perekaman sinyal tubuh.
Bahan utama tinta tersebut adalah PEDOT:PSS, polimer yang dapat menghantarkan listrik. Formulasinya juga memakai DBSA sebagai pelemas, serta campuran larutan berbasis etanol dan air.
Tim peneliti turut memadukan tinta dengan bahan perak berpori untuk membentuk sensor yang fleksibel. Rancangannya ditujukan agar lapisan sensor tetap bekerja ketika kulit meregang atau tubuh bergerak.
| Pengujian | Hasil yang Ditunjukkan |
|---|---|
| Treadmill dan angkat beban | Mendeteksi detak jantung saat tubuh bergerak |
| Pengendalian robot | Membaca sinyal tubuh untuk mengendalikan robot |
| Pengukuran kulit kepala | Merekam aktivitas otak melalui rambut |
Menjawab Masalah Sensor pada Kulit dan Rambut
Perangkat elektronik epidermal sebenarnya telah dikembangkan lebih dari satu dekade untuk mengukur sinyal listrik tubuh, suhu, dan regangan. Perangkat tipis ini biasanya mengandalkan polimer dengan komponen sirkuit tertanam yang menempel di permukaan kulit.
Namun, sensor yang dipasang dari luar tidak selalu bekerja optimal pada bagian tubuh yang melengkung atau berbulu. Rambut, keringat, dan celah udara antara kulit dengan perangkat dapat mengurangi ketepatan pembacaan biosignal.
Masalah tersebut menjadi lebih rumit pada pengukuran aktivitas otak karena elektroda perlu menjangkau kulit kepala di balik rambut. Pengembangan tinta konduktif untuk kulit kepala pada 2024 juga membuka peluang perekaman elektroensefalogram atau EEG dilakukan di luar lingkungan rumah sakit.
Dengan bentuk cair, tato sensor dapat digambar pada titik tubuh yang diperlukan tanpa bergantung pada bentuk perangkat yang sudah dicetak. Penempatan seperti ini dinilai relevan karena biosignal dapat tersebar di area tubuh yang lebih luas.
Masih Ada Tantangan untuk Penggunaan Jangka Panjang
Larry Cheng, insinyur mesin Penn State yang menjadi salah satu penulis makalah, telah meneliti sensor tubuh selama lebih dari 10 tahun. Risetnya mencakup perekaman sinyal dari otak, jantung, dan otot.
Material keras seperti besi atau logam dapat membantu menghasilkan perekaman yang stabil, tetapi lebih mudah lepas atau bergeser saat pemakai bergerak. Kondisi itu terutama menjadi kendala ketika sensor digunakan saat berolahraga.
Hidrogel juga pernah dipertimbangkan karena mampu menyerap air, mengembang, dan meregang mengikuti gerakan kulit. Akan tetapi, bahan tersebut cenderung lebih cepat rusak serta kehilangan fungsi untuk pemakaian jangka panjang.
Tato sensor WE-PPD dirancang dapat dipakai kembali setelah dibersihkan, lalu digambar ulang pada kulit. Pendekatan ini berpotensi lebih praktis dibandingkan mengganti perangkat sensor utama yang harganya lebih tinggi.
Penelitian ini telah dipaparkan dalam makalah ilmiah yang diterbitkan Proceedings of the National Academy of Sciences atau PNAS, sementara teknologinya telah mengajukan permohonan paten sementara. Pengembangannya masih perlu ditingkatkan, termasuk untuk mengatasi risiko panas yang dapat melukai kulit saat pengguna berada di mesin pemindai MRI.
Tim peneliti juga melihat kemungkinan penggunaan tinta konduktif ini di luar tubuh manusia. Salah satu arah yang dipertimbangkan adalah penerapannya pada tanaman untuk memantau kesehatan tumbuhan dan kebutuhan pertanian.